DE3124104A1

DE3124104A1 - Drill and milling cutter preferably for machining printed circuits as well as other materials

Info

Publication number: DE3124104A1
Application number: DE19813124104
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: MAIER KG ANDREAS
Current assignee: MAIER KG ANDREAS
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1983-01-05

Abstract

The invention relates to wear protection for drilling and milling tools which are subjected to high rubbing and abrasive wear in combination with considerable alternating bending stresses, in particular at high speeds. Conventional highly wear resistant coatings certainly increase the wear resistance of the tools, but at the same time they reduce their bending and fatigue strength under reversed stresses and the impact resistance. The coating proposed according to the invention, with a carbon layer of certain thickness and diamond-like hardness, produces a substantial increase in the wear resistance while at the same time maintaining the bending and fatigue strength under reversed stresses of the parent material.

Description

Erfindungsbeschreibung Bohrer und Fräswerkzeuge für die Bearbeitung vorzugsweise gedruckter Schaltungen Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Bohrer und Fräswerkzeuge, die für die Bearbeitung gedruckter Schaltungen, wie z.B. starre, flexible und Mehrlagenschaltungen sowie für die Bearbeitung von Kunststoffen mit oder ohne Füllstoffe und Hartpapier und anderer Werkstoffe bestimmt sind. Description of the invention Drills and milling tools for machining preferably printed circuits. The invention relates in particular to Drills and milling tools used for processing printed circuit boards, e.g. rigid, flexible and multilayer circuits as well as for processing plastics with or without fillers and hard paper and other materials are intended.

Die Werkzeuge werden bei hohen Drehzahlen von 10.000 - 60.000 Umdrehungen pro Minute eingesetzt und sind in starkem Maße einem reibenden, schmirgelnden Verschleißangriff ausgesetzt, wobei allein schon mit Rücksicht auf die hohen Drehzahlen erhebliche Biegebeanspruchungen im Sinne von Dauerwechselbeanspruchungen auftreten können.The tools are rotated at high speeds of 10,000 - 60,000 revolutions used per minute and are to a large extent a frictional, abrasive wear attack exposed, with considerable consideration given to the high speeds Bending stresses in the sense of continuous alternating stresses can occur.

Für die genannten Einsatzbereiche werden zur Zeit vor allem Hartmetallwerkzeuge bzw. mit Hartmetall bestückte Werkzeuge gewöhnlich aus Hartmetallsorten auf WC-Co-Basis mit oder ohne geringe Zusätze an TiC und/oder TaC/NbC verwendet.At the moment, hard metal tools in particular are used for the areas of application mentioned or tools tipped with hard metal usually made of hard metal types based on WC-Co used with or without small additions of TiC and / or TaC / NbC.

Die Wahl einer å jeweiligen Hartmetallsorte stellt mit Rücksicht auf das Einsatzverhältnis wegen der gegensätzlichen Forderung nach einer möglichst hohen Verschleißfestigkeit und Dauerwechselfestigkeit einen unvermeidlichen Kompromiß dar.The choice of a particular type of carbide is based on consideration the employment ratio because of the opposing demand for the highest possible Wear resistance and fatigue strength are an inevitable compromise represent.

Eine weitere Verbesserung der Werkzeuge in ihrer Leistungsfähigkeit ist daher vor allem denkbar, wenn es gelingt, unter Beibehaltung oder sogar Steigerung der Festigkeitseigenschaften, wie der Biegefestigkeit und Dauerwechselfestigkeit die Verschleißfestigkeit namentlich gegen reibenden, schmirgelnden Verschleißangriff zu steigern.Another improvement of the tools in their performance is therefore especially conceivable if it succeeds while maintaining or even increasing it the strength properties, such as flexural strength and fatigue strength the wear resistance, in particular against abrasive, abrasive wear attack to increase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Leistungssteigerung der genannten Werkzeuge zu erreichen. Das wird gemäß der Erfindung durch solche Bohr- und Fräswerkzeuge ermöglicht, bei denen vor allem die besonders auf Verschleiß beanspruchten Bohrer- und Fräserbereiche mit einer Kohlenstoffschicht mit diamantähnlicher Härte versehen sind.The invention is based on the object of such an increase in performance to achieve the tools mentioned. This is done according to the invention by such Drilling and milling tools made possible, which are especially sensitive to wear stressed drill and milling areas with a carbon layer with a diamond-like layer Hardness are provided.

Diese Kohlenstoffschichten werden z.B. nach einem neuartigen Verfahren der Fa. VEB Hochvakuum Dresden, Grunauer Weg 26, 8020 Dresden/DDR aufgebracht.These carbon layers are made using a novel process, for example from VEB Hochvakuum Dresden, Grunauer Weg 26, 8020 Dresden / GDR.

Durch eine Beschränkung der Dicke der hochartigen Kohlenstoffschicht auf 0,5 - 5 u. vorzugsweise 1 - 3 u, und eine Beschränkung der Beschichtung auf die in erster Linie auf Verschleiß beanspruchten Bereiche kann eine Beeinträchtigung der Festigkeitseigenschaften der Werkzeuge, sofern eine solche überhaupt gegeben ist, völlig vermieden werden.By limiting the thickness of the high-quality carbon layer to 0.5-5 u, preferably 1-3 u, and a limitation of the coating to The areas that are primarily exposed to wear and tear can be impaired the strength properties of the tools, if any is to be avoided entirely.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, Bohrer und Fräswerkzeuge für den genannten Anwendungsbereich durch hochverschleißfeste Überzüge wie z.B. Boride, Al203 - und TiC-Schichten in ihrem Leistungsverhalten in oben beschriebenem Sinne zu verbessern. Gewöhnlich werden aber die Biegefestigkeit, Dauerwechselfestigkeit und Stoßfestigkeit durch diese Schichten wesentlich beeinträchtigt oder die Schichten werden zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten zu dünn, um bisher eine größere Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Werkzeuge erzielen zu können.There has been no lack of attempts, drills and milling tools for the mentioned area of application through highly wear-resistant coatings such as borides, Al203 and TiC layers in their performance behavior in the sense described above to improve. Usually, however, the flexural strength, fatigue strength and impact resistance is significantly impaired by these layers or the layers to avoid these difficulties become too thin to be any greater improvement so far the performance of the tools.

Die überraschend hohe Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Werkzeuge durch die Kohlenstoffschicht bis zu einigen hundert Prozent im Vergleich zu den unbeschichteten Werkzeugen wird unmittelbar aus der hohen Härte der Kohlenstoffschicht verständlich und darüber hinaus dadurch, daß eine Beeinträchtigung der Festigkeitseigenschaften durch die Schicht nicht auftritt.The surprisingly high improvement in tool performance through the carbon layer up to a few hundred percent compared to the uncoated tools is a direct result of the high hardness of the carbon layer understandable and moreover by the fact that an impairment of the strength properties through the layer does not occur.

So beträgt die Härte von Hartmetall je nach Sorte 800 - 1900 kp/mm2, die von Hartmetall mit Boridschichten 1800 - 2200 kp/mm2 die Härte von Al203 2400 kp/mm2 und die von TiC 3400 kp/mm22 während die Härte der hochhärten Kohlenstoffschicht bei ca, 6000 kp/mm2 liegt.Depending on the type, the hardness of carbide is 800 - 1900 kp / mm2, that of hard metal with boride layers 1800 - 2200 kp / mm2 the hardness of Al203 2400 kp / mm2 and that of TiC 3400 kp / mm22 while the hardness of the high-hardness carbon layer is approx. 6000 kp / mm2.

Die extreme Verschleißfestigkeit der hochharten Kohlenstoffschicht macht es in einem Teil der Anwendungsfälle sogar möglich, statt der bisher verwendeten verschleißfesten, aber bruchempfindlichen Hartmetallsorten auf weniger verschleißfeste, dafür aber solche mit höherer Biegefestigkeit und Bruchempfindlichkeit überzugehen, ja sogar je nach den Beanspruchungsbedingungen Stähle, insbesondere Schnellarbeitsstähle, zu wählen. Das bedeutet zugleich u.a. eine Steigerung der Biegefestigkeit und Dauerwechselfestigkeit gegenüber den bisher üblichen Werkzeugen.The extreme wear resistance of the extremely hard carbon layer makes it even possible in some of the applications instead of the previously used wear-resistant, but fragile carbide grades to less wear-resistant, however, to pass over those with higher flexural strength and fragility, yes even steels, especially high-speed steels, depending on the load conditions, to choose. This also means, among other things, an increase in flexural strength and fatigue strength compared to the previously common tools.

Ferner sind im Fall der Stahlwerkzeuge als Vorteile noch die geringeren Material- und Bearbeitungskosten für die Bohrer und Fräser zu nennen.Furthermore, in the case of steel tools, the advantages are still the minor ones To name material and machining costs for the drills and milling cutters.

In der beigefügten Zeichnung sind mit Figur l"4 je zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zugrunde liegenden Bohr- und Fräswerkzeuge beigefügt.In the accompanying drawing, FIG. 1 ″ 4 each show two exemplary embodiments the invention underlying drilling and milling tools attached.

Die Lage der Kohlenstoffschicht ist in den Skizzen auf den Werkzeugen durch eine verstärkte Linie gekennzeichnet.The location of the carbon layer is in the sketches on the tools marked by a reinforced line.

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Claims

Claims 1) Drills and milling cutters for machining primarily printed circuits such as rigid, flexible and multilayer circuits as well for processing plastics with or without fillers as well as hard paper characterized in that they are coated with a highly hard carbon layer with a hardness of approx. 6000 kp / mm2 are provided.

2) drill and milling cutter according to claim 1, characterized in that the super hard carbon layer is 025 5 and preferably 1-3 u, thick 3) drill and milling cutter according to claims 1 and 2, characterized in that the carbon layer counting from the drill or milling cutter point on, the drill or milling cutter spiral is preferred 1/5 to 2/3 of the length of the spiral covered 4) drill and milling cutter according to claim 1 to 3 characterized in that they are made of a hard metal alloy of carbide and Binding metals, e.g. on a WC Co-WC-TaC / NbO-Co-TiC-TaC / NbC-WC-Co-TiC-Mo-Ni-TiC-Fe basis consist 5) drills and milling cutters according to claim 1 - 4 in which only the drill or milling spiral consists of hard metal, and the shaft can be made of another material, wherein the spiral with the shaft by soldering or by shrinking or Press-fit or friction welding is connected 6) drill and milling cutter according to claim 1 up to 3 which consist of steels, especially high-speed steels